調壓塔對長輸管線水擊壓強消減作用的研究.pdf

1、隨著我國城市化進程的加快,城市需水量也與日俱增,受地域條件的限制,很多地區(qū)需要跨地域輸水,并且輸水規(guī)模和難度不斷加大。在輸水過程中,由水力瞬變引發(fā)的管道壓力的激增而導致的爆管等水擊事故時有發(fā)生,造成極大的經濟損失和不良的社會影響。如何有效的避免水擊事故并盡量降低水擊壓強,是國內外設計人員和運行人員亟待解決的問題。本文對長輸管線中設置調壓塔對水擊壓強的消減作用,以及其與閥門耦合作用實現聯合穩(wěn)壓等方面進行了研究。
　　本文利用特征線法

2、對水力瞬變過程進行建模,模擬分析了在管路中設置調壓塔后對水擊壓強的消減作用。首先研究了簡單圓筒式調壓塔對水擊波的反射和消減作用,并通過改變調壓塔在管路中的位置,探求其作用效果最優(yōu)時的設置地點。隨后,在保持其他參數不變的情形下,分別單獨改變了管線長度、管徑大小、水庫水位高度以及調壓塔的截面積等參數,探尋了各因素對水擊壓強和管路流量變化的影響。此外還分析了較為復雜的阻抗式調壓塔和雙室式調壓塔在水力瞬變過程中的對水擊波的消減效果,比較了兩者的

3、特性和使用范圍。阻抗式調壓塔加大了進出調壓塔的水體的阻力,水體的涌浪作用的周期變小。而雙室式調壓塔的體積較前兩者較小,可以減小工程量,節(jié)約成本。
　　長輸管線從輸水安全性的角度考慮,常常設置多種水擊防護措施。本文建立了在長輸管線中設置調壓塔與多個閥門相結合的水擊壓強消減模型,討論了在中間閥門兩側分別增設調壓塔,并變換其在管線中的不同相對位置,就其水擊壓強消減效果進行模擬研究。得到了將調壓塔設置在中間閥門左側時其效果最好,壓強大小為

4、57.91m,小于單獨的雙閥調節(jié)水擊壓強72.97m以及單獨設置調壓塔時水擊壓強64.74m。為了進一步驗證調壓塔與閥門共同作用下水擊防護的效果,本文還使用了管網水力分析工程軟件AFTImpulse對前面的算例進行了重新模擬以進行相應的比較,分析了各算例的擬合情況。相比較而言,利用特征線理論得到各部件的邊界條件并編寫程序具有覆蓋面廣、控制直接等優(yōu)勢;而AFTImpulse由于模塊較少,在設置邊界條件時有局限性,但具有求解效率高,操作簡單